到了5月下旬，努力号进入了太平洋上最大的暗礁区——大堡礁。这里的暗礁星罗棋布，随处可见浅滩和刀山似的珊瑚群；这个暗礁区沿着澳大利亚东北部的昆士兰热带海岸延伸了1000多英里。努力号进入这片暗礁区后，其厄运就在所难免了。不久以后，努力号终于在一个巨大的珊瑚礁上搁浅了。库克想尽了一切办法，避开这个暗礁，然而由于周围暗礁分布太多，根本无法回旋，故只好眼睁睁地看着努力号撞在了暗礁上。在无可奈何的情况下，库克下令扔掉船上的一些不很必要的物件：大量的陈旧枪炮、压舱的铁块、石头和腐败食物被抛进了海里，然而却是无济于事。接着更麻烦的事情接踵而至，海水开始退潮，船更重重地压在危险的珊瑚礁上，如果再这样下去，船很可能破裂。等到海水涨潮时，海潮一股股地冲击着船的左舷，整个船身开始倾斜起来。忽然船舱裂开了一个口子，海水从口子里钻了进来，情况十分危急，库克下令开始两部抽水机来抽水，可很快漏进船舱的水便开始漫过抽水机。就在这紧急关头，库克孤注一掷，命令船员合力起锚，摆脱困境。过了一个多小时，船体终于浮了起来，水也不再漏进船舱里了，这使库克和其他船员既感兴奋又感意外。原来起锚时因为用力过猛，锚索竟勾起了一块珊瑚石，它像一个塞子堵住了船上的破洞。库克长长地舒了口气，他赶紧下令让努力号靠岸。在一个河口，船员们对努力号进行了修理。库克见这个河口条件很好，绿草成茵，野兽成群，河中游鱼历历可观，于是下令就地休整。他们在这里过得很愉快，白天上岸打猎，下海捕鱼；晚上便享受这山珍海味。这里的植物种类繁多，他们采集了很多标本；而且也发现了许多珍奇的动物，如大海蛎、袋鼠等。
在这个河口，探险队整整度过了7个星期。8月6日，努力号整修完毕，又开始出海航行了。这次库克吸取了教训，小心谨慎地避开了道道暗礁；终于在1770年8月21日，他们抵达了澳大利亚的北端约克角。库克高超的船海技术在这里得到了出色的发挥。约克角已很接近东南亚了，库克决定由这里通过托里斯海峡到东印度群岛去。很快他们便抵达了荷属港口巴塔维亚（即今之雅加达）。库克下令再次整修努力号，努力号经过两年多的远航，损坏很多。然而船员们很不适应这里潮热的气候，一场瘟疫在船员中流行起来，一下子便死去了73人。库克悲痛不已，赶快返航回国。1771年7月13日，努力号经过了3年的远航终于回到了英国。这次航海，他们给世界地图增加了5000余英里的海岸线，这个成绩是辉煌的。
此后，为了完成环航南极区的计划，库克又曾多次闯进南极区。
西北航道后来，库克以海军上校军衔领取年金，退居格林尼治医院。他就这样一边闲居，一边着手写他的回忆录。但这种幽居生活并不符合他作为一个伟大探险家的秉性，很快地库克就感到了这种生活的单调和郁闷。库克曾经凄然地说：“我的命运总是把我由一个极端推向另一个极端。几个月来我觉得整个南半球都显得太小了。”1776年2月，库克被选为英国皇家学会会员，参加了一些科学讨论会，但他始终为这种风平浪静的生活感到厌倦。海军部的一些官员了解到这一情况，又派给他一项任务，让他领导一次寻觅西北航道的探险。所谓西北航道，就是指北大西洋和太平洋之间的神秘航道，它同所谓南方大陆一样，长期以来一直也是个未解之谜。库克欣然接受了这一任务，并很快作了周密细致的准备工作。他准备了通常的航海仪器，还带了一本爱斯基摩语词典；他乘坐的船仍然是那艘为他屡建奇功的旧船决心号；此外另一艘重298吨的探险号船则由查尔斯·克拉克船长指挥。7月12日，库克乘坐决心号从英国起航出发了。
1776年12月，决心号和探险号先后抵达了开普敦；在这里作了短时间休整后，两只船折向东南方向横越印度洋，驶向夏洛特皇后湾。中间，经过了塔斯曼尼亚岛，库克在那里留下了一批猪供饲养繁殖；很快使这个地方的猪饲养业发展起来。在夏洛特皇后湾库克对这次探险作了周密的计划和大量的准备工作后，于1775年2月25日离开夏洛特皇后湾，穿过库克海峡，向东北方向驶去，经过友谊群岛抵达塔希提岛。在这里库克作了短暂停留后，又继续北上，寻找美国西北海岸的新阿尔比恩。
1778年1月18日，决心号和探险号抵达了美丽的夏威夷群岛。这里离北美大陆较远，白人还未曾问津于此，库克和他的探险队成了到达这里的第一批白人。在夏威夷停留几天后，决心号与探险号继续北上，并很快接近了阿拉斯加。当时正值北半球冬季，寒风凛冽刺骨，海上也时时出现风暴，有时也大雾漫天，这给航海造成了很多困难。尽管如此，库克仍坚持北上，穿白令海峡，进入北极区，但天气愈来愈恶劣，最后两只探险船为北冰洋上的巨大浮冰所阻，继续北上根本就不太可能。这种情况下，库克下令返航回夏威夷，以待明年夏天再去寻找这条西北航道。
这样在1779年1月17日，决心号和探险号又回到了夏威夷的基拉凯卡湾。库克再一次登上了夏威夷的土地，这时意想不到的事情发生了。他们受到了夏威夷人的狂热欢迎，夏威夷人把红布披在库克胸上，把椰子汁涂满了他的全身，并在他的周围载歌载舞。同时，夏威夷还把大量的猪肉和蔬菜送给了探险队。原来他们把库克看作一个归来的天神——马卡希基节的主宰神罗诺。
这之后，戏剧性的事情接二连三地发生了。当库克他们在这里修理船只期间，岛民的礼物源源不断地送来，根本无法阻止。因语言不通，阻止很可能导致冲突。显然这里不能久呆，于是库克匆忙下令离开此地，否则岛民将变得异常贫困，他们把仅有的一点东西都送给了探险队。
可是刚起航不久，海上便起了大风，船帆让风撕开了好几个口子，一根桅杆也给吹折了，这样库克又只好下令重回基拉凯卡湾进行修理。可一回到岛上，他们便发现情况有了很大变化。岛上的土着再也不来欢迎他们，而且用敌意的眼光看着他们，为了安全起见，库克没有让船员们马上登陆。可土着们居然开始偷他们的东西，这令库克很头疼；13日夜间，探险号上唯一的一只小艇也让土着给偷走了。库克大怒，第二天便带领一批海员冲上岸去，想抓夏威夷王为人质，换回小艇。这一下激怒了土着，他们在河滩上集结起来，以石块和棍棒作为武器向库克他们扑来。情况十分危急，库克开枪打死了一个土着，试图压住土着的攻击。但双方仍然是杀气腾腾。船上的探险队员也拿出枪来助战，为了不扩大事态，库克回头向船员喊话，命令停止射击。正在这时，一个土着忽然冲到他的背后，用长刀深深地戳进了他的背部，库克顿时落到水里，鲜血染红了他身边的海水。夏威夷人和探险队员们都为这突如其来的变化惊呆了！
库克牺牲后，船员们继续了他的未竟之业。再次北上白令海峡，进入北冰洋；后来取道好望角回到了英国。库克的死讯传到英国时，举国上下沉浸在一片悲痛之中；英王乔治三世失声恸哭，为失去这样一位曾为大英帝国立下汗马功劳的伟大探险家而悲痛不已。库克，这位杰出的探险家以他辉煌的业绩永垂青史。
失败多次却最受尊敬的南极探险家
沙克尔顿的三次南极探险，都没有达到目标，或者说，都是以失败告终。但是，他却被他的队友称为“世间最伟大的领导者”。
1901年，沙克尔顿随同探险家斯科特和医生威尔逊乘坐“发现号”前往南极，并于1902年11月开始，徒步1600公里前往南极点。由于经验不足，他们三人在严酷的南极内陆都出现了坏血病的症状，威尔逊医生还患上了雪盲症，最终他们不得不在距南极点800多公里的地方返回。三人受尽折磨回到船上，已经是1903年的2月3日了。沙克尔顿因为病情最严重，被斯科特强行遣送回家，斯科特认为，是沙克尔顿的病导致了此次南极探险的失败。第一次南极探险失败。